半闭环进给轴的热膨胀误差建模及补偿方法

摘要

一种半闭环进给轴在多时变动态热源激励下的热膨胀误差建模及补偿方法，属于数控机床误差补偿领域。基于对多时变动态热源激励下丝杠的摩擦生热、热传导和热对流机理的分析，根据温度场的叠加原理，分别建立丝杠在螺母副时变动态热源激励下的温度场预测模型和轴承座时变固定热源激励下的温度场预测模型。通过对任意时刻的离散化丝杠温度场的积分，得到丝杠实时热膨胀误差的预测值。将丝杠热膨胀误差的预测值实时写入数控系统中，实现对进给轴热态误差的补偿。由于该模型记录了进给轴离散化温度场的动态变化过程，即使进给轴的运动状态发生变化，仍然可以得到很好的补偿效果。该方法最大优点是预测精度高，对运动状态变化具有很强的鲁棒性。